Microbrachius e la ricerca del nuovo. Parte 1: la fertilizzazione nei vertebrati attuali

In questi ultimi anni i placodermi stanno conquistando una posizione di rilievo negli interessi della comunità scientifica. Riviste di grande impatto come Nature hanno spesso dato ampio spazio a pubblicazioni relative a questo gruppo di stem gnatostomi, così importanti dal punto di vista della nostra conoscenza sull’evoluzione dei vertebrati  e il passaggio da animali senza mandibole a mandibolati. Qui su Paleostories ho iniziato da poco una serie di post sui placodermi, sia perché è il gruppo di cui ora mi occupo come ricercatore, siamo perché ritengo che il loro diventare sempre più popolari non possa fare a meno dell’accompagnamento di una divulgazione accurata ma chiara e di ampia portata. Soprattutto perché può accadere che il messaggio recepito e trasmesso dai media (e a volte anche i giornali scientifici) non è del tutto fedele a quello che lo studio rivela.

E’ per questo motivo che ho aspettato che passassero un po’ di giorni prima di fare questo post. Avevo prima bisogno di fare delle verifiche e di parlarne un po’ con alcuni colleghi.

Come sicuramente qualche lettore avrà già saputo, sull’ultimo numero della rivista Nature è stato pubblicato un articolo in merito alla presenza di strutture ossee per la fecondazione interna del placoderma antiarco Microbrachius (qui l'articolo di Nature).
Essendo solo l’ultimo di una serie di placodermi con evidenze di tali strutture, la conclusione generale portata ai media (e quindi al popolo) è che ora la comunità scientifica pensa che la fertilizzazione interna sia lo status primitivo per gli gnathostomi,  con la fecondazione esterna (comunissima in tantissimi gruppi di gnathostomi fossili e attuali) derivata da questa. Tutto ciò, come si evince dall’articolo, contrasta con quanto ritenuto in precedenza, quando si diceva che il passaggio da fecondazione esterna a interna era la situazione standard per l’evoluzione dei vertebrati, e che non si poteva fare il contrario (da interna ad esterna). Questo studio, dunque, ribalta ancora una volta quelle che erano teorie storiche e radicate nella nostra mente, portando una ventata da aria nuova nella nostra mente di scienziati.

Ultimamente le riviste scientifiche e la stampa amano il nuovo, il cambiamento, la rivoluzione, il vedere vecchie credenze e dogmi cadere sotto i colpi delle nuove scoperte e tendenze. Io stesso sono un amante del nuovo, soprattutto quando tende a ribaltare visioni antiche che si protraggano per pregiudizi e falsi miti, come abbiamo visto spesso parlando dei cyclostomi e dei tetrapodi. Però, e c’è un però, non bisogna esagerare a voler trovare sempre il nuovo e il ribelle in ogni cosa. 
Questo è quello che, secondo me, è un po’ successo con questo articolo su Microbrachius, che in fondo è il tocco finale di una serie di articoli sulla riproduzione dei placodermi. 
Siccome è un discorso lungo, soprattutto per quanto riguarda le implicazioni filogenetiche e evolutive, ho deciso di dedicarne una miniserie di post. Per prima cosa, andiamo a vedere quelli che sono i fatti, facendo un passo indietro e analizzando cosa sappiamo delle modalità di fertilizzazione dei vertebrati

Quando i pesci avevano le ali

Tra le tante cose che non si conosco della storia paleontologica del nostro paese, una rigurda il fatto che l’Italia è uno dei pochi posti al mondo in cui sono stati trovati i fossili di antichi “pesci volanti” mesozoici. 

Attualmente, sono solo pochi i pesci ossei in grado di balzare fuori dall’acqua per qualche metro (chi più, chi meno) e “volare” (o meglio, planare, come vedremo dopo), sopra la superficie dell’acqua. 

I più famosi sono i taxa appartenenti al gruppo Exocoetidae, per intenderci i “veri pesci volanti”.

Essi, grazie all’ampia superficie data dalle loro pinne pettorali modificate e dalla spinta della loro pinna caudale ipertrofica, riescono a planare anche per lunghe distanze.

La meravigliosa posa di un exocoetide "in volo".

L’altro gruppo è rappresentato dai ben più strambi pesci accetta, volatori di acqua dolce del gruppo dei Gasteropelecidae.

A differenza degli exocoetidi, essi non presentano una coda modificata per la propulsione, ma delle pinne pettorali allargate e uno sterno piuttosto sviluppato, tale che essi riescono a fare un qualcosa di analogo al volo battuto e, sbattendo le loro pettorali, a “volare” per pochi metri.

Una cosa simile avviene anche in Pantodon, un osteoglossiforme dalle pettorali molto sviluppate.

Carnegellia, un pesce accetta

Pantodon

Entrambi questi gruppi rappresentano faune piuttosto moderne, legate al momento di grande radiazione dei Teleostei avvenuto all’incirca nell’Eocene (circa 50 – 35 milioni di anni fa).

Tuttavia, chi studia i pesci fossili sa che la presenza di pesci volanti non è una novità nell’evoluzione degli Actinopterygii. 

Non chiamateli Pesci!

A me non piacciono le categorizzazioni.

Sia nell’ambito delle scienze naturali, come può esserlo in parte la sistematica linneana, sia nella vita, nell’arte, nella musica, etc. Categorizzare spesso vuol dire prendere una linea generale di riferimento, che secondo il nostro principio descrive in maniera univoca una particolare qualità, e adattarla ad una serie di cose che, sempre secondo la nostra linea di riferimento, apparterranno dunque alla nostra categoria.

Benché indubbiamente la categorizzazione, lo smistamento in comparti ben distinti e definiti, sia utile e necessaria in alcuni campi, spesso questo modo di vedere le cose ha portato ad una percezione non esattamente corretta, ad una generalizzazioni superficiale e troppo dettata dalla comodità che non dalla vera essenza delle cose.

Oggi vorrei parlarvi della “categoria” che io reputo più fuorviante in assoluto (all’interno del mondo animale) e che, da qualche tempo a questa parte, sto cercando di abbattere nell’ideologia delle persone che frequento.

Tale categoria ha il comunissimo nome di “pesci”.

Con questo termine vengono definiti solitamente tutti i vertebrati dotati di branchie, pinne, idrodinamicità, buona capacità di nuotare, scaglie, assenza di arti e varie caratteristiche, che, può o meno giustamente, vengono considerate così particolari da poter essere attribuite a questo gruppo leggendario.

Tralasciando la questione che oggi, nel linguaggio comune, come ad esempio nella ristorazione, viene chiamato “pesce” anche ciò che pesce non è, come gamberetti (che sono crostacei), cozze (che sono molluschi bivalvi) e seppie (molluschi cephalopodi), la situazione è meno complessa di quanto sembri.

A livello evolutivo, il gruppo dei “pesci” non ha significato, poiché esso rappresenta un raggruppamento artefatto dall’uomo e non naturale, in quando non esiste un gruppo monofiletico che racchiuda tutto quello che oggi noi chiamiamo pesce. O meglio, ci sarebbe, ma non è quello che viene solitamente inteso.

Per capire meglio, prendiamo un albero filogenetico dei vertebrati, che punti in particolare a far vedere la biodiversità dei pesci (che, per altro, coprono almeno il 50% di tutte le specie di vertebrati attualmente esistenti).

Come potete vedere visivamente, la situazione all’interno di quello che è considerato “pesce”, che io ho ripassato in rosso, è molto complicata. Non solo il gruppo in questione è parafiletico, perché “ad un certo punto si interrompe”, per dirlo in maniera semplice, ossia non include tutti i discendenti dell’antenato comune al gruppo (segnato con il pallino verde), ma inoltre i vari sottogruppi al suo interno non sono così omogeneamente imparentati tra di loro. Ad esempio, le lamprede o le missine (pesci agnati, ossia senza mascelle, non presenti nel grafico ma considerati a tutti gli effetti pesci, tale che il nome inglese per missina è hagfish - fish=pesce -), dal punto di vista evolutivo sono estremamente lontane dai dipnoi o dai tonno o dallo storione. Oppure, gli squali e le razze, che vengono considerati pesci al pari di salmoni, tinche o sogliole, nonostante abbiano avuto un' evoluzione completamente a se stante, pur avendo (siamo tutti cugini!)  un antenato in comune con salmoni & Co.

I pesci dunque non esistono? No, o meglio, non come li intendiamo noi.

Se volessimo per forza di cose instaurare un gruppo dei pesci che rispetti ciò che oggi viene considerato tale, dovremmo inserire tutte le specie che hanno un antenato comune con i pesci cartilaginei, con le lamprede, con i tonni e con gli storioni. Volendo dare grado monofiletico a Pisces, il risultato sarebbe che tutti i Vertebrati sarebbero in realtà pesci!  E’ una soluzione, ma una soluzione che comunque risulterebbe fuorviante, perché non si sarebbe fatto altro che includere gruppi ancora più diversi tra di loro in una categoria standard.

La soluzione dunque è un’altra.

Da un punto di vista evolutivo, è sbagliato raggruppare tutti questi animali in un unico grande gruppo (potremmo dire in una grande insalata mista) solo perchè hanno, apparentemente, caratteristiche così simili tra loro e così diverse dagli altri vertebrati (pinne, branchie, scaglie, silhouette). Ed è anche abbastanza fuorviante perché porta a pensare ad un evoluzione comune, ad una parentela stretta che in realtà non è così stretta.

La realtà è che tra l’origine dei vertebrati e l’origine dei tetrapodi (che abbiamo visto qui, qui e qui), è avvenuta l’evoluzione di un vastissimo numero di gruppi, non così simili da poterli chiamare banalmente pesci. Di alcuni, conosciamo solo taxa fossili tale che possiamo solo immaginare come fossero in vita. Troppo poco per poterli etichettare come i soliti pesci.

I “pesci” comprendono un'immensa diversità di specie, che hanno sviluppato una serie di variegati adattamenti nel corso della loro lunghissima storia evolutiva, che dura da circa 530 milioni di anni, seguendo spesso percorsi imprevedibili e ben lontani gli uni dagli altri.

Quindi, per favore, non chiamateli pesci.

Thinking like a Fish!

Quando, all’età di 5 anni, cominciò la mia passione per le Scienze Naturali, ero affascinato soprattutto dai dinosauri e dai grandi mammiferi del Cenozoico, forse proprio perché incredibilmente grandi rispetto al mio essere piccino. Crescendo, mi sono sempre orientato verso i dinosauri e ho progettato la mia carriera scolastica per far si che un giorno diventassi un esperto in questo campo.

Quando si è giovani (ma ho scoperto che è pensiero comune anche di molti aspiranti paleontologi e paleontologi affermati) si ha una preferenza assoluta per certi tipi di animali preistorici, tale che alcune categorie vengono indegnamente tralasciate, come se fossero roba poco interessante o inutile da studiare.  Una di queste categorie è sicuramente quella dei pesci.

Ora, il mio rapporto con i pesci è sempre stato relativamente neutrale, non mi sono mai interessato ad essi da giovane, né mi sarei mai immaginato che un giorno sarebbero diventati parte integranti delle miei passioni paleontologiche e della mia vita (e, aggiungo, della mia casa).

Tuttavia, 4 anni fa cominciai a nutrire un forte interesse verso alcuni tipi di pesci tropicali e a voler allestire un acquario, all’inizio più per prova che per vera passione. Ora ne ho 4, e il desiderio di averne uno nuovo ogni giorno è costantemente insito in me (ed è il terrore di mia mamma).

Ora, dopo 4 anni di convivenza con questi animali (ho allevato varie specie, sia di pesci che di invertebrati d’acqua dolce) e aver cominciato anche ad interessarmi delle specie fossili (attualmente sto lavorando su dei nuovi esemplari mai descritti provenienti dal Triassico Italiano) posso dire che trovo il gruppo dei pesci (che, filogeneticamente parlando è parafiletico, con tutti i problemi che ne conseguono) uno dei più affascinanti del regno animale.  A volte, quando torno a dilettarmi con letture sui dinosauri, li trovo in qualche modo noiosi rispetto a questi animali….

Oggi però non voglio parlarvi di pesci fossili ma di un particolare, e triste, pensiero popolare sui pesci, ossia che essi siano stupidi e che la loro capacità cerebrale sia tremendamente bassa. In particolare, affronterò la questione parlando di quello che considero il più interessante pesce tropicale attualmente vivente: Betta splendens